一種縱軸掘錨機用滑移機構

鞏孔正，盧團部，張 星，李 軍

（西安煤礦機械有限公司，陜西 西安 710201）

引言

隨著社會的發展，煤礦向智能、高效、安全方向發展，由于工作環境的限制，越來越多的人不喜歡煤礦那樣艱苦的工作環境，煤礦也出現招工困難的問題。因此，越來越多的煤礦以及煤礦設備生產廠家都在尋找一種新的設備以達到安全、減人、高效的目的。一種智能、安全、高效的新型橫軸式掘錨一體機首先在陜北地區得到應用，這種橫軸式掘錨機可以實現矩形巷道斷面的一次截割，在截割煤巖的同時對頂板和側幫進行支護，實現掘錨同步作業[1]。這種設備的應用極大地減少了工作面的工人數量，減輕了工人的勞動力強度。機載臨時支護的應用，極大地提高了工人的人身安全。

全國的煤礦分布，只有陜北地區的地質環境適合橫軸式掘錨一體機，其他區域的煤礦由于地質條件的限制，高瓦斯、巷道壓力大、巷道斷面小，不適合使用橫軸式掘錨機。

在煤礦巷道的掘進過程中，普通懸臂式掘進機雖然能適應大部分地質條件下的煤礦巷道，但是在安全、智能、高效、減人等方面，遠遠不及橫軸式掘錨機。因此，一種縱軸式掘錨一體機誕生了，這種掘錨機就是在掘進機的基礎上進行改進，增加了臨時支護裝置、機載鉆錨裝置和除塵裝置。縱軸式掘錨一體機雖然不像橫軸式掘錨機那樣實現掘錨同步，但是它也極大地提高了工人工作環境的安全性、減輕了工人的勞動量，可以適應大部分的煤礦巷道掘進。

1 縱軸掘錨機工作原理

1.1 縱軸掘錨機的組成

縱軸掘錨機是在掘錨機的基礎上進行改造升級而來，它的組成包括普通掘進機，機載鉆錨裝置、機載臨時支護和除塵系統。這種掘錨機結構簡單可靠、動作靈活，能適應所有地質條件下的煤礦巷道掘進。

1.2 工作原理

縱軸式掘錨機工作原理，首先在截割模式下，掘錨機截割一個斷面，完成煤巖的截割。然后切換到支護模式，截割臂落地，臨時支護升起來，保證工人工作環境安全，然后鉆錨系統向前滑移，鉆臂開始工作，完成截割斷面的錨護工作。錨護工作完成后，鉆臂收回到掘錨機上，臨時支護收回，返回截割模式，完成一個工作循環。

1.3 鉆錨系統的組成及工作原理

鉆錨系統包括：安裝底板、滑移底座、滑移齒條、鉆機和懸臂等[2]。在工作時，首先滑移底座在油缸的作用下，整體向前滑移一定的行程，然后鉆臂在驅動馬達的作用下，在齒條上再次滑移一定的行程，保證鉆機可以達到截割斷面，最后鉆機開始工作。

這種結構是現在市場上最常用的結構，雖然簡單可靠，但是需要兩個運動單元，推移油缸和液壓馬達。滑移底座需要整體往前移動，當移動到最大行程時，滑移底座前端懸空太多，而且滑移底座固定在底板卡槽的距離太短，再加上鉆機整體在齒條上遷移，重心靠前，鉆機在工作時，由于底座剛性不足，就會出現晃動的現象，影響正常工作。

2 新型滑移機構

2.1 滑移機構組成及工作原理

針對滑移底座懸空太多，剛性不足的問題，設計一種新型的倍增滑移機構，如圖3 所示，這種機構利用滑輪組的原理，使用相同的推移油缸，新型滑移機構可以實現2 倍的滑移行程，這樣滑移底座就能在底板上固定，保證了鉆機工作時的穩定性[3]。

該行程倍增機構上左側兩個鏈條的一端分別連接到基座對應的兩個孔處，另一端分別連接到軌道對應的兩個孔處，即一個鏈條繞過前動滑輪連接了基座的動點和軌道的定點、另一個鏈條繞過后動滑輪連接了基座的動點和軌道的定點，兩個鏈條由漲緊裝置來實現漲緊，從而形成傳動鏈的閉環（右側鏈條布置同理），通過油缸活塞桿的伸出和縮回，可使得基座沿軌道前進和后退，利用動滑輪原理，實現基座工作位移的2 倍增程。前動滑輪和滾輪、后動滑輪和滾輪分別布置在同一軸線上，前后各兩個滾輪分別安裝在前動滑輪和后動滑輪的兩外側，其中前后滾輪布置安裝在軌道內部精加工的內槽面上,油缸伸縮時通過前后滾輪在內槽面上的滾動，可保證運動的平穩，實現基座在軌道上滑移時，鏈條受力均勻、沖擊小，提高了鏈條運行的平穩性。

3 結構優點

1）結構簡單可靠，維護方便，傳動能力更強。

2）縮短了鏈條長度，提高了鏈條使用壽命。

3）在空間受限或者較小空間下，可以實現大行程的移動。

4 結語

此次改進后的倍增滑移機構，如果空間足夠，只需要一個運動單元就能實現足夠的滑移行程，減少了馬達的齒條滑移，節約了成本，提高了傳動效率。軌道固定不動，鉆機前后滑移，保證鉆機在工作時具有足夠的穩定性，提高了設備的性能。